مدل‌سازي المان گسسته و تعيين تاثير پارامترهاي مختلف بر عملكرد سرند

Discrete element method to study the impact of different parameters on the screen performance

در اين تحقيق، فرايند غربال مواد دانه‌ايكه توسط سرند ارتعاشي انجام مي-شود، با روش المان گسسته يا به بياني ديگر ديناميك ملكولي شبيه‌سازي شده است. براي مدل‌سازي نيروي بين ذرات و مرزها، تابع پتانسيل كوتاه برد ويسكوالاستيك هرتز استفاده شده است. ذرات مورد غربال دارايهندسه كرويبوده و روزنه‌هايتوريسرندبه شكل مربع مستطيل هستند و به سطح توريارتعاش خطي اعمال شده است. طي شبيه‌سازي، معادلات ديفرانسيل حركتذرات بصورت عددي حل شده و رفتار آنهاپيش‌بيني مي شود. برنامه‌هاي كامپيوتري لازم جهت اجرا در نرم‌افزاري منبع بازتهيه و متغيرهاي موثر در حل عددي تنظيم و مقادير مطلوب انتخاب شده‌اند. با اجرايتعداد زياديشبيه‌سازي، اثر پارامترهاي مختلفي از جمله شيب توري، فركانس ارتعاش، زاويه ارتعاش وسايز روزنه‌هايتوريبر بازده سرند مورد مطالعه عددي قرار گرفته و نتايج مربوطه در قالب نمودار گزارش شده‌اند. نتايج حاصل با گزارش هايمنتشر شده در مرجع هايمرتبط مورد مقايسه كمّي و كيفي قرار گرفته و اعتبار و صحت نتايج تاييدگرديده است. هر چند راهكار تحقيق جاري عموميت داشته و به يك مساله خاصمحدود نيست، با اينحال براي انتخاب برخيمقادير عددي از اطلاعات يك مساله واقعي سرند گندله آهن مربوط به كارخانه گندله‌سازي گل‌گهر سيرجان استفاده شده است.

In this research, Discrete Element Method (DEM) or in other words, Molecular Dynamics (MD) is employed for simulation of sorting process of granular materials which is done by means of a linear vibrating screen device .To model the interaction forces between the particles and walls, short range viscoelastic Hertz potential has been used. Spherical and rectangular shapes were considered for the particles and the screen mesh apertures respectively; and a linear vibration is applied to the mesh surface. During the simulation, differential governing equations of the granules motions are solved numerically to predict their behavior. The required programs were developed to perform the simulations using the open source code, LIGGHTS; and the factors affecting numerical computations were tuned to obtain suitable values. Numerous simulations were done to study the effects of different parameters including mesh inclination, vibration frequency ,vibration angle and aperturesʹ size on the sorting performance; and the correlations are reported graphically. The obtained results are verified by comparison with the adequate ones reported in open literature. Although the current research is not limited to a special case, some data related to the characteristics of iron pellet and the screen device in Gol-e-Gohar pellet factory are employed for numerical studies.